專利名稱：保守內(nèi)力變?yōu)榉潜Ｊ貎?nèi)力的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將重力——這一保守內(nèi)力變?yōu)榉潜Ｊ貎?nèi)力的方法及動(dòng)力機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代技術(shù)中，各種各樣的動(dòng)力機(jī)械非常之多，如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、等等，這些機(jī)器雖然在動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域中占據(jù)著主導(dǎo)地位，但它們的運(yùn)行均要消耗一定的非再生能源，如煤、石油、天然氣、等等。在利用可再生能源的動(dòng)力機(jī)械中，水輪機(jī)、風(fēng)車，以及利用太陽(yáng)能獲取熱能及電能的設(shè)備等等，這些技術(shù)與設(shè)備雖然也都比較成熟，但它們的使用都要受到一定條件的限制。即在有豐富水利資源、風(fēng)力資源或太陽(yáng)光非常充足的地方，其相應(yīng)的機(jī)器和設(shè)備才能使用。我國(guó)專利申請(qǐng)200510018138披露了一種使用物體重量來(lái)推動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，雖然結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，但是沒(méi)有能夠從機(jī)械能守恒的理論上來(lái)闡明和解決問(wèn)題的根本所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在牛頓力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，提供一種既不消耗非再生能源，又不受地域和環(huán)境限制的動(dòng)力機(jī)械。
本發(fā)明是依據(jù)以牛頓定律為基礎(chǔ)的機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量距守恒定律和力學(xué)中關(guān)于碰撞的理論，運(yùn)用辯證法，將重力——這一保守內(nèi)力通過(guò)動(dòng)能儲(chǔ)存、順勢(shì)轉(zhuǎn)移與反向適時(shí)釋放和疊加三個(gè)步驟，使其變成非保守內(nèi)力，具有作功的能力。
其裝置主體為一個(gè)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的盤形體，兩面均布數(shù)個(gè)由內(nèi)向外(或由外向內(nèi))，由上向下傾斜設(shè)置的溝槽(如圖1或圖2)，其中每個(gè)槽中有一個(gè)可以在槽內(nèi)自由滾動(dòng)的球體(或圓柱體)。當(dāng)外力驅(qū)動(dòng)盤形體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后，每個(gè)球體隨著位置的變化，由內(nèi)向外，再由外向內(nèi)交替滾動(dòng)；當(dāng)球體滾動(dòng)到任意一個(gè)槽端時(shí)，經(jīng)過(guò)與盤形體的碰撞，將其自身的動(dòng)量傳遞給盤形體，變?yōu)轵?qū)動(dòng)盤形體的動(dòng)量距。由內(nèi)向外(或由外向內(nèi))滾動(dòng)使盤形體產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距，由外向內(nèi)(或由內(nèi)向外)滾動(dòng)使盤形體產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距。根據(jù)機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量距守恒定律，所有球體對(duì)盤形體所作功的總和為零。為了解決保守內(nèi)力不能作功的問(wèn)題，在每個(gè)槽的一端(如圖3或圖4)設(shè)置一個(gè)主要由彈簧、活塞和止動(dòng)銷構(gòu)成的動(dòng)能儲(chǔ)存器(如圖5)。當(dāng)球體由內(nèi)向外(或由外向內(nèi))滾動(dòng)到槽端時(shí)，它與盤形體發(fā)生彈性碰撞，將其動(dòng)量傳給盤形體，產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距。而球體由外向內(nèi)(或由內(nèi)向外)滾動(dòng)到槽端時(shí)，由于內(nèi)端(或外端)有動(dòng)能儲(chǔ)存器，它與盤形體發(fā)生的碰撞為一般非彈性碰撞(一部分動(dòng)能被動(dòng)能儲(chǔ)存器里的彈簧吸收)，其動(dòng)量也傳給盤形體，產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距。根據(jù)碰撞理論，動(dòng)量仍然守恒，動(dòng)量距也仍然守恒。到此時(shí)，重力對(duì)盤形體所作功的總和仍然為零。這是設(shè)置動(dòng)能儲(chǔ)存器后，外力驅(qū)動(dòng)盤形體轉(zhuǎn)動(dòng)第一圈時(shí)的情況。第二圈及第二圈以后，情況就大不一樣了在上一圈被儲(chǔ)存器吸收的動(dòng)能，隨著盤形體的轉(zhuǎn)動(dòng)，自下而上，自右而左順勢(shì)轉(zhuǎn)移。當(dāng)轉(zhuǎn)移到球體即將由內(nèi)向外(或由外向內(nèi))滾動(dòng)的瞬時(shí)，在控制系統(tǒng)的作用下，儲(chǔ)存器的彈簧適時(shí)釋放能量，用這些能量驅(qū)動(dòng)球體，使之產(chǎn)生由內(nèi)向外(或由外向內(nèi))滾動(dòng)的不為零的初速度，從而使逆時(shí)針?lè)较驖L動(dòng)球體所具有的動(dòng)能和動(dòng)量都比順時(shí)針?lè)较虻拇蟆＿@樣，我們利用動(dòng)能儲(chǔ)存器，把滾動(dòng)球體在上一圈順時(shí)針?lè)较虻囊徊糠謩?dòng)能，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移與釋放三個(gè)步驟，疊加到滾動(dòng)球體本圈逆時(shí)針的方向上。人為地打破了機(jī)械能的守恒與動(dòng)量距的守恒。
下面，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算作理論上的驗(yàn)證。
首先設(shè)定滾動(dòng)球體(或圓柱體)的質(zhì)量為m；滾動(dòng)球體(或圓柱體)的數(shù)量為n；球體(或圓柱體)在溝槽內(nèi)端位置所在圓的半徑為r；球體(或圓柱體)在溝槽外端位置所在圓的半徑為R；溝槽與球體(或圓柱體)在其外端位置半徑的夾角為α；球體(或圓柱體)滾動(dòng)的初速度為v。＝0，末速度為v；有動(dòng)能疊加的球體(或圓柱體)滾動(dòng)的初速度為v′，末速度為v′+v；總動(dòng)量距為L(zhǎng)，逆時(shí)針?lè)较騽?dòng)量距為L(zhǎng)1，順時(shí)針?lè)较騽?dòng)量距為L(zhǎng)2；動(dòng)量距的方向逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。
滾動(dòng)球體(或圓柱體)對(duì)盤形體產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距L1=Σi=1n+m(v′+v)Rsinα]]>=Σi=1n+mv′Rsinα+mvRsinα]]>滾動(dòng)球體(或圓柱體)對(duì)盤形體產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距L2=Σi=1n-mvr]]>滾動(dòng)球體(或圓柱體)對(duì)盤形體產(chǎn)生的總動(dòng)量距L=Σi=1n+mv′Rsinα+mvRsinα-mvr]]>=Σi=1n+mv′RrR+mvRrR-mvr]]>=+nmv′r]]>(另一種情況的計(jì)算滾動(dòng)球體(或圓柱體)對(duì)盤形體產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距L1=Σi=1n+m(v′+v)r]]>=Σi=1n+mv′r+mvr]]>滾動(dòng)球體(或圓柱體)對(duì)盤形體產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)量距L2=Σi=1n-mvRsinα]]>滾動(dòng)球體(或圓柱體)對(duì)盤形體產(chǎn)生的總動(dòng)量距L=Σi=1n+mv′r+mvr-mvRsinα]]>=Σi=1n+mv′r+mvr-mvRrR]]>=+nmv′r)]]>從計(jì)算結(jié)果中看到，滾動(dòng)球體(或圓柱體)對(duì)盤形體產(chǎn)生的總動(dòng)量距＝+nmv′r，即為球體(或圓柱體)的數(shù)量，球體(或圓柱體)的質(zhì)量與儲(chǔ)存器所釋放能量使其產(chǎn)生的初速度，以及球體(或圓柱體)在溝槽內(nèi)端位置所在半徑四者的乘積，其方向?yàn)槟鏁r(shí)針。計(jì)算結(jié)果證實(shí)了這種裝置確實(shí)有作功的能力，其能量就是儲(chǔ)存器在隨盤形體旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中所吸收、轉(zhuǎn)移、和放出的那部分動(dòng)能。為了提高本裝置的功率，使其在人類社會(huì)活動(dòng)中真正具有應(yīng)用價(jià)值，除了在結(jié)構(gòu)上合理布局盡量增加球體數(shù)量，加大球體的質(zhì)量，減小盤形體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及增加儲(chǔ)存器對(duì)動(dòng)能的儲(chǔ)存量之外，還可以增加盤形體的數(shù)量，將數(shù)個(gè)盤形體并到一起裝在一個(gè)主軸上。
本發(fā)明是將重力——這個(gè)保守內(nèi)力變?yōu)榉潜Ｊ貎?nèi)力，使之在不消耗非再生能源的情況下，能夠連續(xù)不斷地對(duì)旋轉(zhuǎn)體作功，作為動(dòng)力機(jī)械除了能夠直接帶動(dòng)低轉(zhuǎn)速的各種機(jī)器外，最適合與發(fā)電機(jī)組合起來(lái)發(fā)電。它節(jié)約能源，不污染環(huán)境，而且不受地域的限制，在地球上的任何地方都可以使用。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1和圖2是未設(shè)置動(dòng)能儲(chǔ)存器的裝置，它包括軸(1)、盤形體(2)、盤形體兩面的溝槽(3)和球體(或圓柱體)(4)的兩種情況。
圖3和圖4是設(shè)置了動(dòng)能儲(chǔ)存器的裝置，它包括軸(1)、盤形體(2)、盤形體兩面的溝槽(3)和球體(或圓柱體)(4)以及動(dòng)能儲(chǔ)存器(5)的兩種情況。
圖5是動(dòng)能儲(chǔ)存器的主要結(jié)構(gòu)及其主要零件，包括彈簧(6)、活塞(7)和止動(dòng)銷(8)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.
盤形體直徑取3000毫米，正反兩面交替布置、均勻分布、傾斜30°的溝槽共8個(gè)，其中每面4個(gè)，為了減小盤形體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其采用鋁合金的框架結(jié)構(gòu)；滾動(dòng)體為圓柱體，總數(shù)n＝8，采用鋼質(zhì)，直徑為200毫米，長(zhǎng)度為280毫米，圓柱體的質(zhì)量m＝69kg；圓柱體在槽外端所在圓的直徑2R＝2680毫米，圓柱體在槽內(nèi)端所在圓的直徑2r＝1340毫米；結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。
實(shí)施例2.
盤形體直徑取9500毫米，正反兩面交替布置、均勻分布、傾斜45°的溝槽共8個(gè)，其中每面4個(gè)，為了減小盤形體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其采用鋼制的框架結(jié)構(gòu)；滾動(dòng)球體總數(shù)n＝8，采用鋼質(zhì)，直徑為600毫米，滾動(dòng)球體的質(zhì)量m＝887.8kg；球體在槽外端所在圓的直徑2R＝8202毫米，球體在槽內(nèi)端所在圓的直徑2r＝5800毫米；結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。
實(shí)施例3.
盤形體直徑取9500毫米，正反兩面交替布置、均勻分布、傾斜30°的溝槽共12個(gè)，其中每面6個(gè)，為了減小盤形體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其采用鋼制的框架結(jié)構(gòu)；滾動(dòng)體為圓柱體，總數(shù)n＝12，采用鋼質(zhì)，直徑為600毫米，長(zhǎng)度為720毫米，圓柱體的質(zhì)量m＝1598kg；圓柱體在槽外端所在圓的直徑2R＝8200毫米，圓柱體在槽內(nèi)端所在圓的直徑2r＝4100毫米；結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。
實(shí)施例4.
盤形體直徑取3000毫米，正反兩面交替布置、均勻分布、傾斜30°的溝槽共8個(gè)，其中每面4個(gè)，為了減小盤形體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其采用鋁合金的框架結(jié)構(gòu)；每個(gè)盤形體滾動(dòng)球體的數(shù)量n＝8，采用鋼質(zhì)，直徑為200毫米，滾動(dòng)球體的質(zhì)量m＝32.9kg；球體在槽外端所在圓的直徑2R＝2680毫米，球體在槽內(nèi)端所在圓的直徑2r＝1340毫米；結(jié)構(gòu)形式如圖3所示；本實(shí)例是將10個(gè)相同的盤形體并排裝在一個(gè)主軸上，因此，滾動(dòng)球體的總數(shù)為80。
權(quán)利要求
一種將保守內(nèi)力變?yōu)榉潜Ｊ貎?nèi)力的方法及裝置，其特征是1將重力轉(zhuǎn)變的動(dòng)能，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和在其反方向適時(shí)釋放與疊加是將保守內(nèi)力變?yōu)榉潜Ｊ貎?nèi)力的方法。2裝置主體為一定軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤形體(2)，兩面均布數(shù)個(gè)由內(nèi)向外(或由外向內(nèi))，由上向下傾斜設(shè)置的溝槽(3)，每個(gè)溝槽中有一個(gè)可以自由滾動(dòng)的球體(或圓柱體)(4)，并且在每個(gè)溝槽的一端設(shè)置一個(gè)以彈簧(6)、活塞(7)和止動(dòng)銷(8)為主要結(jié)構(gòu)的動(dòng)能儲(chǔ)存器(5)；為提高功率，可以將數(shù)個(gè)盤形體并排裝在一個(gè)主軸(1)上。
全文摘要
保守內(nèi)力變?yōu)榉潜Ｊ貎?nèi)力的方法及裝置。本發(fā)明涉及一種將重力——這一保守內(nèi)力變?yōu)榉潜Ｊ貎?nèi)力的方法及動(dòng)力機(jī)械裝置。為了解決保守內(nèi)力不能作功的問(wèn)題，依據(jù)以牛頓定律為基礎(chǔ)的機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量距守恒定律和力學(xué)中關(guān)于碰撞的理論，運(yùn)用辯證法，將重力——這一保守內(nèi)力通過(guò)動(dòng)能儲(chǔ)存、順勢(shì)轉(zhuǎn)移與反向釋放和疊加，使其變?yōu)榫哂凶鞴δ芰Φ姆潜Ｊ貎?nèi)力。其裝置為一定軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤形體(2)，兩面均布數(shù)個(gè)由內(nèi)向外(或由外向內(nèi))，由上向下傾斜的溝槽(3)，每個(gè)溝槽中有一個(gè)可以自由滾動(dòng)的球體(或圓柱體)(4)；并且每個(gè)溝槽的一端設(shè)置由彈簧、活塞和止動(dòng)銷等組成的動(dòng)能儲(chǔ)存器(5)。其裝置可以用于驅(qū)動(dòng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，更適合帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
文檔編號(hào)F03G7/10GK1807881SQ20061001239
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者羅耀文 申請(qǐng)人:羅耀文